在低压配电系统中,无功补偿的补偿位置、补偿方式、补偿容量、控制器的选择、串联电抗器的选择等,都需要针对不同的项目进行优化设计。目前工程实际存在的无功补偿方式按补偿位置分类有集中补偿、就地补偿和分组补偿。其中在变电站集中补偿的方式最为广泛。为了抑制电容器回路合闸涌流和谐波电流,通常在电容器回路中串接电抗器。串入的电抗器自身的感抗会抵消电容器的部分容抗。反向压降会抬高电容器的端电压,即对电容器的有效补偿量产生影响。因而,在进行无功补偿容量的计算时,要根据系统运行电压、电抗率的选择以及电容器额定电压进行修正计算,算出实际需要的无功补偿容量,下面对低压配电系统集中补偿的无功容量的选择进行简单分析。

静止无功补偿器是由可控硅控制的可调电抗器与电容器并联组成的新型无功补偿装置,具有极好的调节性能,能快速跟踪负荷的变动,改变无功功率的大小,能根据需要改变无功功率的方向,响应速度快,不仅可以作为一般的无功补偿装置,而且是唯一能用于冲击性负荷的无功补偿装置。

输入端谐波产生机理:变频器的主电路一般为交一直一交组成,外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥路不可控整流成直流电压,经电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流电压。在整流回路中,输入电流的波形为不规则的矩形波,波形按傅立叶级数分解为基波和高次谐波,谐波次数通常为6n±1次高次谐波,其中的高次谐波将干扰输入供电系统。如果出现电源侧电抗充分小、换流重叠角\"可以忽略强狂,那么n次高次谐波为基波电流的1/n。输出端谐波产生机理:在逆变输出回路中,输出电流信号是受PWM载波信号调制的脉冲波形。对于GTR大功率逆变元件,其PWM的载波频率为2~3kHz,而IGBT大功率逆变元件的PWM最高载频可达15kHz。同样,输出回路电流信号也可分解为只含基波和其他高次谐波。

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(1)变压器:电流和电压谐波将增加变压器铜损和铁损,结果使变压器温度上升,影响绝缘能力,造成容量裕度减小。谐波还能产生共振及噪声等。

另外,高次谐波还会对电脑、通信设备、电视及音响设备、载波遥控设备等产生干扰,使通信中断,产生杂讯,甚至发生误动作,另外还会对照明设备产生影响。

3、不管采用何种方法,都不可能完全解决高次谐波的污染问题,在实际工业生产中为消除变频器高次谐波对电气设备的干扰,主要从传导、辐射和耦合三个方面解决。总的原则是抑制和切断干扰源、切断干扰对系统的耦合通道和降低对干扰信号的敏感性。解决传导干扰主要是在电路中把传导的高频电流滤掉或者隔离掉,解决辐射干扰就是对辐射源或*扰的线路进行屏蔽,解决耦合干扰就是合理布置干扰源和被干扰线路的距离、走向,避免耦合产生。

电力系统中常会因为输送无功功率而造成电力系统无端的能源浪费,而对电网进行无功补偿是实现电能效率最大,保证电力系统运行安全,降低能源损耗的重要举措。除此之外,无功补偿也能在一定程度上治理谐波的污染,当然这需要谐波治理的相关设备一同进行配合才能事半功倍。同时,无功补偿能改善电力系统环境,提高用电质量。

使用电力的用户,需要安装相关设备改变无功功率的流动,而无功补偿就是通过减少或者补偿电力传送过程中的无功功率来实现对电压的控制,以实现降低损耗,提升质量,保证电力系统安全的目标。

由此可见功率因数的高低对系统影响很大,过高或太低,都会存在罚款,而且都会造成不同的影响;个人认为它就好比车轴的润滑油,太少会增加车轴的负担减少寿命,太多会造成打滑;功率因数不仅对电力系统,而且对企业的经济运行有着重大意义。工业企业在考虑提高功率因数时,应采用人工无功补偿装置,以提高电力系统的功率因数,改善供电质量。无功补偿电容器具有投资少,有功功率损耗小,结构简单紧凑,运行维护方便,故障范围小等优点,故在一般企业供配电系统得到广泛应用。确定无功功率的补偿方案,除应作技术经济比较外,还应考虑下列因素:

对于供用电设备大多数都是感性负载,感性负载能量体现为电磁转换,电部分转换成我们实际所需的有功功率,磁部分需要消耗无功功率,无功功率供给有两种方式,一种是从用电系统索取,这样会导致功率因数低下;另一种是给感性负载加补偿装置,就地补偿感性负载所需的无功功率。

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有源滤波装置实时检测电网中负载电流,快速分离出谐波电流分量,并根据谐波电流的大小发出控制指令,实时产生大小相等、方向相反的补偿电流注入到电网中,实时瞬时抵消滤除谐波电流及无功补偿。

再次,提高配电系统(包括无功补偿装置、继电保护器、电缆等)的可靠性;